Acetonă | |||
---|---|---|---|
| |||
General | |||
Nume sistematic |
Propan-2-unu | ||
Nume tradiționale | Acetonă, dimetil cetonă | ||
Chim. formulă | C3H6O _ _ _ _ | ||
Şobolan. formulă | CH3- C ( O)-CH3 | ||
Proprietăți fizice | |||
Stat | Lichid | ||
Masă molară | 58,08 g/ mol | ||
Densitate | 0,7899 g/cm³ | ||
Energie de ionizare | 1.6E−18 J | ||
Proprietati termice | |||
Temperatura | |||
• topirea | -95°C | ||
• fierbere | 56,1°C | ||
• clipește | -20°C | ||
• aprindere spontană | 465°C [1] | ||
Limite de explozie | 2,5% vol. | ||
Punct critic | 235,5°C; 4,7 MPa | ||
Densitatea critică | 0,273 g/cm3 cm³/mol | ||
Mol. capacitate termică | 125 J/(mol K) | ||
Entalpie | |||
• educaţie | −216,5 kJ/mol | ||
• ardere | 1829,4 kJ/mol | ||
• topirea | 5,69 kJ/mol | ||
• fierbere | 29,1 kJ/mol | ||
Presiunea aburului | 23 998 Pa | ||
Proprietăți chimice | |||
Constanta de disociere a acidului | 19,16 ± 0,04 [2] | ||
Proprietati optice | |||
Indicele de refracție | 1,3588 | ||
Clasificare | |||
Reg. numar CAS | 67-64-1 | ||
PubChem | 180 | ||
Reg. numărul EINECS | 200-662-2 | ||
ZÂMBETE | CC(=O)C | ||
InChI | InChI=1S/C3H6O/c1-3(2)4/h1-2H3CSCPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N | ||
RTECS | AL3150000 | ||
CHEBI | 15347 | ||
Număr ONU | 1090 | ||
ChemSpider | 175 | ||
Siguranță | |||
LD 50 | 1159 mg/kg | ||
Personaj scurt. pericol (H) | H225 , H319 , H336 , EUH066 | ||
masuri de precautie. (P) | P210 , P240 , P305+P351+P338 , P403+P233 | ||
cuvant de semnal | periculos | ||
Pictograme GHS | |||
NFPA 704 | 3 unu 0 | ||
Datele se bazează pe condiții standard (25 °C, 100 kPa), dacă nu este menționat altfel. | |||
Fișiere media la Wikimedia Commons |
Acetona (propanona, dimetilcetona , propanona-2 , formula chimica - C 3 H 6 O sau CH 3 -C (O) - CH 3 ) [3] este o substanta organica apartinand clasei cetonelor saturate .
În condiții standard, acetona este un lichid inflamabil, volatil, incolor, cu un miros caracteristic.
Acetona și-a primit numele de la lat. acetum - „ oțet ”. Acest lucru se datorează faptului că acetona anterioară a fost obținută din acetați , iar acidul acetic glacial sintetic a fost obținut din acetonă însăși . În 1848, profesorul german de medicină și chimie Leopold Gmelin a introdus termenul în uz oficial [4] [5] folosind vechiul cuvânt german Aketon (cetonă, acetonă), care își are rădăcinile și din latinescul „ acetum ”.
Lichid volatil incolor cu miros caracteristic. Miscibil fără restricții cu apă și solvenți organici polari , de asemenea miscibil în proporții limitate cu solvenți nepolari.
Acetona este un solvent industrial valoros și, datorită toxicității sale scăzute , a fost utilizată pe scară largă la fabricarea de lacuri , explozivi și medicamente . Este materia primă în numeroase sinteze chimice. În practica de laborator, este utilizat ca solvent aprotic polar, pentru prepararea amestecurilor de răcire împreună cu gheață carbonică și amoniac , precum și pentru spălarea vaselor chimice.
Acetona este unul dintre produsele metabolismului în organismele vii, în special la oameni. Este una dintre componentele așa-numitelor corpi cetonici , care sunt extrem de puține în sângele unei persoane sănătoase, cu toate acestea, în condiții patologice (post prelungit, efort fizic intens, diabet sever ) concentrația lor poate crește semnificativ și ajunge la 20. mmol/l.
Una dintre cele mai simple și, în același timp, cea mai importantă dintre cetone - acetona - a fost identificată pentru prima dată în 1595 de chimistul german Andreas Libavius în timpul distilării uscate a acetatului de plumb . Cu toate acestea, abia în 1832 Jean-Baptiste Dumas și Justus von Liebig au reușit să-i determine cu exactitate natura și compoziția chimică . Până în 1914, acetona a fost obținută aproape exclusiv din lemn de cocsificare , dar cererea crescută pentru aceasta în timpul Primului Război Mondial (pentru producerea de cloracetonă , o substanță lacrimogenă eficientă) a stimulat foarte repede crearea de noi metode de producție.
Acetona este un lichid volatil mobil incolor (la N.O. ) cu un miros înțepător caracteristic . Este miscibil în toate proporțiile cu apă , dietil eter , benzen , metanol , etanol , mulți esteri și așa mai departe.
Proprietățile termodinamice de bază ale acetonei: [6]
Proprietăți termochimice:
Proprietati optice:
Acetona dizolvă bine multe substanțe organice , în special, acetil și nitroceluloze , ceară , alcaloizi și așa mai departe, precum și o serie de săruri .
Acetona este produsă prin fermentarea cu acetonă (acetonă-butil) a carbohidraților de către Clostridium acetobutylicus . Ca rezultat, se formează acetonă și butanol-1 , precum și o serie de impurități secundare. Ca metodă industrială , această metodă de obținere a acetonei a fost populară în secolul al XIX-lea - începutul secolului al XX-lea, dar a fost înlocuită de tehnologiile de sinteză chimică .
Acetona este una dintre cele mai reactive cetone . Deci, este una dintre puținele cetone care formează un compus bisulfit :
Sub acțiunea alcalinelor, intră în autocondensarea aldolică , cu formarea de alcool diacetonic:
În timpul pirolizei (700 °C) se formează cetenă :
Adaugă cu ușurință acid cianhidric pentru a forma acetonă cianohidrina :
Atomii de hidrogen din acetonă sunt ușor înlocuiți cu halogeni . Sub acțiunea clorului ( iod ) în prezența alcaline se formează cloroform ( iodoform ).
+
O reacție calitativă la dimetil cetona (precum și acetaldehidă și o serie de alte cetone și α-cetoacizi care conțin un fragment CH2CO ) este apariția unei culori roșii intense cu nitroprusiatul de sodiu într-un mediu alcalin, care se datorează Nitrozarea acetonei cu formarea unui complex de metilglioximă: La acidificarea CH 3 COOH culoarea se schimbă în roșu-violet.
Producția mondială de acetonă este de peste 6,9 milioane de tone pe an (din 2012 [8] .) și este în creștere constantă [8] . În industrie, se obține direct sau indirect din propenă .
Cea mai veche metodă de producție industrială a acetonei a fost distilarea uscată a acetatului de calciu , care se formează prin neutralizarea oțetului de lemn, care se formează atunci când lemnul este cocsat, cu var . [9]
.Acum această metodă nu mai este utilizată, deoarece acetona în acest caz conține prea multe impurități.
De asemenea, sunt cunoscute metode de producere a acetonei prin fermentarea acetonă-butil a carbohidraților ( amidon , zaharuri , melasă ) cauzată de bacteriile Clostridial , în special Clostridium acetobutylicum ; în timpul fermentației se formează acetonă și alcooli butilici sau etilici [10] [11] . Acetona și alcoolul butilic se obțin într-un raport molar de 2:1 până la 3:1.
.În Germania , în 1916, a fost brevetat un procedeu de producere a acetonei pe bază de acid acetic . La 400°C, acidul acetic a fost trecut prin contacte de ceriu :
.Acetona a fost, de asemenea, produsă din acetilenă prin sinteză directă:
.Acetilena reacţionează cu vaporii de apă la 450°C în prezenţa catalizatorilor.
Cea mai mare parte a acetonei este obținută ca produs secundar în producția de fenol din benzen prin metoda cumenului. Procesul decurge în 3 etape. [12]
În prima etapă , benzenul este alchilat cu propenă pentru a obține cumen , în a doua și a treia ( reacția Udris-Sergeev ), cumenul rezultat este oxidat de oxigenul atmosferic la hidroperoxid , care, sub acțiunea acidului sulfuric, se descompune în fenol și acetonă:
Conform acestei metode, izopropanolul este oxidat în faza de vapori la temperaturi de 450-650 ° C pe un catalizator ( cupru metalic , argint , nichel , platină ). Acetona cu un randament ridicat (până la 90%) se obține pe un catalizator „argint pe piatră ponce” sau pe o plasă de argint:
Acetona se obtine si prin oxidarea directa a propenei in faza lichida in prezenta PdCl 2 in mediu de solutii de saruri Pd , Cu , Fe la o temperatura de 50-120°C si o presiune de 50-100 atm :
De o oarecare importanță este metoda de fermentare a amidonului sub acțiunea bacteriilor Clostridium acetobutylicum cu formarea de acetonă și butanol [13] . Metoda se caracterizează prin randamente scăzute. Se mai folosesc metode de preparare din alcool izopropilic si acetilena .
Acetona este folosită ca materie primă pentru sinteza multor produse chimice importante, cum ar fi anhidrida acetică , cetenă , alcool diaceton , oxid de mesitil , metil izobutil cetona , metacrilat de metil , difenilpropan , izoforonă , bisfenol A și așa mai departe; exemplu:
Acesta din urmă este utilizat pe scară largă în sinteza policarbonaților , poliuretanilor și rășinilor epoxidice .
Acetona este, de asemenea, un solvent popular . În special, este folosit ca solvent
Fără acetonă, este imposibil să se depoziteze acetilena într-o stare compactă (lichefiată și în cilindru) , care este extrem de explozivă sub presiune în forma sa pură. Pentru a face acest lucru, utilizați recipiente cu un material poros impregnat cu acetonă. 1 litru de acetonă dizolvă până la 250 de litri de acetilenă.
Acetona este folosită și în extracția multor substanțe vegetale.
În chimia organică, acetona este utilizată ca solvent aprotic polar , în special în reacția de alchilare.
pentru oxidarea alcoolilor în prezenţa alcoolaţilor de aluminiu conform lui Oppenauer
Acetona este folosită pentru a pregăti băi de răcire amestecate cu „ gheață carbonică ” și amoniac lichid (se răcește până la -78 °C).
În laboratoare, este utilizat pentru spălarea sticlei chimice datorită prețului scăzut, toxicității scăzute, volatilității ridicate și solubilității ușoare în apă, precum și pentru uscarea rapidă a sticlei și a substanțelor anorganice.
PurificareAcetona tehnică conține de obicei apă, uneori alcool și alți agenți reducători. Test pentru prezența agenților reducători:
La 10 ml de acetonă se adaugă 1 picătură de soluție de permanganat de potasiu (1:1000); dupa 15 min. la 15 °C nu trebuie observată nicio deschidere semnificativă a culorii [15] .
Se usucă acetona cu potasiu anhidru (aproximativ 5% în greutate acetonă), se încălzește amestecul timp de câteva ore la reflux, se toarnă într-un alt balon și se distilează peste agent de uscare proaspăt. Sodiul metalic și alcalii sunt improprii pentru uscarea acetonei [16] .
Pentru a fi folosită ca solvent în oxidarea substanțelor organice cu permanganat de potasiu, acetona este distilată în prezența unei cantități mici de permanganat de potasiu (la o culoare violet stabilă a soluției), în timp ce se adaugă potasiu anhidru pentru a îndepărta apa [17]. ] .
Acetona foarte pură se obține prin descompunerea aductului de acetonă și bisulfit de sodiu [17] sau a produsului de adiție de acetonă și iodură de sodiu:
În 440 ml de acetonă uscată proaspăt distilată, se dizolvă 100 g de iodură de sodiu anhidră prin încălzire pe baie de apă. Soluția rezultată este răcită la -8°C și aductul este separat prin aspirație. Când este încălzit, aductul se descompune, acetona eliberată este distilată, uscată cu clorură de calciu anhidră și distilată din nou, protejând de umiditatea aerului [18] .
În analiza chimico-toxicologică , reacțiile cu soluții de iod , nitroprusiat de sodiu, furfural , ο - nitrobenzaldehidă și metoda de microdifuzie sunt utilizate pentru a detecta acetona.
Reacția la formarea iodoformului [19] .
Când acetona interacționează cu o soluție de iod într-un mediu alcalin, se formează triiodometan (iodoform):
La 1 ml de soluție de testat se adaugă 1 ml de soluție de amoniac 10% și câteva picături de soluție de iod în iodură de potasiu (tinctură de iod). În prezența iodului, se formează un precipitat galben de triiodometan cu un miros caracteristic, iar cristalele sale au o formă caracteristică hexabeam. Limita de detecție este de 0,1 mg de acetonă în probă.
Reacția cu nitroprusiatul de sodiu (testul Legal) [19] [20] .
Acetona cu nitroprusiatul de sodiu într-un mediu alcalin dă o culoare roșie intensă. Când este acidulată cu acid acetic, culoarea se schimbă în roșu-violet. Cetonele, în moleculele cărora nu există grupări metil , asociate direct cu grupările cetonice (CO -), nu dau o astfel de reacție. În consecință, cetonele, cum ar fi metil etil cetonă , metil propil cetonă și altele, vor da, de asemenea, o culoare roșie cu nitroprusiatul.
La 1 ml de soluție de testat, se adaugă 1 ml de soluție de hidroxid de sodiu 10% și 5 picături de soluție de nitroprusid de sodiu 1% proaspăt preparată . În prezența acetonei, în probă apare o culoare roșie sau portocalie-roșu. Când se adaugă o soluție de acid acetic 10% la o reacție acidă , după câteva minute culoarea se transformă în roșu-violet sau roșu vișiniu. Trebuie remarcat faptul că butanona dă o culoare similară cu nitroprusiatul de sodiu.
Unul dintre principalele pericole atunci când lucrați cu acetonă este inflamabilitatea acesteia. Temperatura de autoaprindere +465 °C, punct de aprindere -20 °C. Amestecuri de aer care conțin de la 2,5% la 12,8% (în volum) sunt explozive. Acest lucru trebuie luat în considerare, deoarece acetona se evaporă rapid, iar norul rezultat se poate răspândi la un punct de aprindere (căldură sau scânteie) departe de locul de muncă cu acesta.
Acetona este un metabolit natural produs de organisme de mamifere , inclusiv de corpul uman. Sângele conține în mod normal 1-2 mg/100 ml de acetonă, în cantitatea zilnică de urină .- 0,01-0,03 g.secreții În medicină, acetona este denumită corp cetonic . Încălcarea metabolismului normal, de exemplu, în diabetul zaharat , duce la așa-numita acetonurie - formarea și excreția excesivă a acetonei.
Acetona este toxică [21] . Conform [22], MPC a acetonei este de 200 mg/m³ (deplasare medie timp de 8 ore) și 800 mg/m³ (maximum o singură dată). Conform unui număr de studii, de exemplu [23] , pragul mediu de percepție a mirosului a fost de ~3 ori mai mare decât MPC-ul maxim de o singură dată și de ~12 ori mai mare decât MPC-ul mediu de schimbare. În același timp, pentru unii lucrători, pragul a fost semnificativ mai mare decât valoarea medie (de exemplu, mai mult de 30, respectiv 120 MPC). În studiu [24] , valoarea medie a pragului de percepție a mirosului a fost chiar mai mare - 11.000 ppm (28.000 mg/m 3 ), ceea ce depășește de 140 de ori media MPC de schimbare.
Acetona este otrăvitoare, dar aparține substanțelor cu risc scăzut ( clasa de pericol IV, categoria de siguranță pentru sănătate conform NFPA - 1). Puternic iritant pentru mucoasele: inhalarea prelungită a concentrațiilor mari de vapori[ clarifica ] duce la inflamarea membranelor mucoase , edem pulmonar si pneumonie toxică .efect narcotic slab , insotit, cel mai adesea, de disforie . Când este ingerat, provoacă o stare de ebrietate , însoțită de slăbiciune și amețeli, adesea - dureri abdominale ; în cantități semnificative, are loc o intoxicație severă , deși, de regulă, otrăvirea cu acetonă nu este fatală. Posibile leziuni ale ficatului ( hepatită toxică ), rinichilor (scăderea diurezei , apariția sângelui și proteinelor în urină) și comă . Când este expusă la inhalare , acetona este excretată mult mai lent (în câteva ore) decât intră și, prin urmare, se poate acumula în organism.
Acetona, într-o concentrație de peste 60%, în Rusia este inclusă în tabelul III al listei IV din „ Lista stupefiantelor, substanțelor psihotrope și precursorilor acestora ”, iar circulația sa este supusă controlului. Când se lucrează într-un laborator cu acetonă, operațiunile privind consumul acesteia trebuie înscrise într-un „Jurnal special de înregistrare a operațiunilor în care se modifică cantitatea de precursori ai stupefiantelor și a substanțelor psihotrope”.
Dicționare și enciclopedii |
| |||
---|---|---|---|---|
|
colesterolului și steroizilor | Produse intermediare ale metabolismului|||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Calea Mevalonata |
| ||||||||||||||
Calea non-mevalonata |
| ||||||||||||||
în colesterol |
| ||||||||||||||
Vitamina D C-27: colestani |
| ||||||||||||||
Acizi biliari C-24: Cholans |
| ||||||||||||||
Hormoni steroizi |
| ||||||||||||||
Nu într-o persoană |
| ||||||||||||||
Note N - hormoni neurosteroizi , vezi și enzime , boli |